CN109427504A - 一种电磁式防反弹装置及具有调节分闸速度功能的断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁式防反弹装置及具有调节分闸速度功能的断路器，其中，防反弹装置包括壳体、设置在壳体上部的磁通变换器、设置在磁通变换器下方的推杆、以及与推杆底部连接的连板，所述连板的上端通过定位销固定在壳体的侧壁，且连板可绕着定位销转动，所述连板顶端的中部设有键槽，所述推杆卡在所述键槽内，所述磁通变换器包括一个通电会向下弹出的铁芯以及设置在铁芯顶端的弹簧。与现有技术相比，本发明在断路器中增加防反弹装置，具体来说，是增加了磁通变换器以及推杆，通过利用磁通变换器的磁场力，有效控制断路器的反弹，且通过调节其压簧压力，调整控制断路器的分闸速度。

Description

一种电磁式防反弹装置及具有调节分闸速度功能的断路器

技术领域

本发明涉及真空断路器技术领域，具体涉及一种电磁式防反弹装置及具有调节分闸速度功能的断路器。

背景技术

“真空断路器”因其灭弧介质和灭弧后触头间隙的绝缘介质都是高真空而得名；其具有体积小、重量轻、适用于频繁操作、灭弧不用检修的优点，在配电网中应用较为普及。真空断路器是400V～10kV，50Hz三相交流系统中的户内配电装置，可供工矿企业、发电厂、变电站中作为电器设备的保护和控制之用，特别适用于要求无油化、少检修及频繁操作的使用场所，断路器可配置在中置柜、双层柜、固定柜中作为控制和保护高压电气设备用。

现有真空断路器机构采用刚性分闸限位，也有采用油缓冲装置，这两种机构装置可让断路器的分闸反弹幅值得到控制。但当断路器行程较小、开距较小时，就要求断路器的分闸速度较快，以达到可靠分闸。此时，机构仍然使用刚性限位装置，则断路器分闸时反弹幅值会很大，或仍然使用油缓冲装置，油缓冲又无法实现行程偏小的设计要求，两者都会造成断路器发生燃弧、重击穿现象。所以，需要设计一种新型防反弹装置的机构，当断路器分闸较快、开距较小的情况下，用以减小断路器分闸时的反弹幅值，同时可调节断路器分闸速度。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种分闸启动快、反弹幅度小的电磁式防反弹装置及具有调节分闸速度功能的断路器。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种电磁式防反弹装置，该防反弹装置包括壳体、设置在壳体上部的磁通变换器、设置在磁通变换器下方的推杆、以及与推杆底部连接的连板，所述连板的上端通过定位销固定在壳体的侧壁，且连板可绕着定位销转动，所述连板顶端的中部设有键槽，所述推杆卡在所述键槽内，所述磁通变换器包括一个通电会向下弹出的铁芯以及设置在铁芯顶端的弹簧，当连板绕着定位销转动且连板下移时，会带动推杆下移，此时磁通变换器通电，铁芯弹出；当连板绕着定位销转动且连板上移时，会带动推杆上移，然后推杆会将铁芯回推，所述弹簧被压缩，并通过铁芯对推杆及连板起缓冲作用，防止连板瞬间反弹。由于设置了磁通变换器，使得分闸时，磁通变换器依次会对推杆、连板有一个缓冲的作用，防止瞬间回弹，从而避免了断路器的反弹。

所述的连板的两侧设有两块与壳体侧壁平行的竖直板，两块竖直板的底部连有销，并在销的中部设有滚轮。

所述壳体的侧壁上设有用于防止定位销平移的挡板，所述定位销上套设一号扭簧，所述一号扭簧的一端与壳体紧贴，另一端与连板紧贴。

所述推杆包括螺杆、依次设置在螺杆上的调速弹簧、壳套、限位螺母和定位螺母，所述推杆通过定位螺母卡在连板的键槽内，所述螺杆的上部设有凸台，所述调速弹簧套设在螺杆上且一端顶住凸台，另一端顶住壳套的顶部，所述壳套套设在螺杆上且其底端与限位螺母的顶端紧贴。由于在断路器合闸时，磁通变换器的动铁芯得电后弹出会与连板转动下拉推杆的动作产生时间差，这种带有弹簧的可伸缩的推杆可以防止可能产生的卡死状态，并且通过调节推杆的限位螺母，可以调节弹簧的压缩量，从而可以辅助调节反弹幅值，也可以控制断路器的分闸速度。

在使用时，推杆上端固定F型的盖板，从而保证推杆动作时成上下直线的运动轨迹。

一种采用如上所述电磁式防反弹装置的具有调节分闸速度功能的断路器，该断路器包括防反弹装置、可与连板下端接触连接的拐臂、与拐臂通过连杆连接的大拐臂、与大拐臂连接的动触头单元以及合闸回路单元，当断路器合闸时，拐臂顺时针旋转，一方面带动动触头单元与静触点接触，断路器合闸，另一方面，拐臂的旋转，使得拐臂与连板的下端分离，连板在一号扭簧的作用下绕着定位销转动，从而带动推杆下拉，此时，磁通变换器得电使得铁芯弹出，将合闸回路单元切断，使断路器保持合闸状态；当断路器分闸时，拐臂逆时针旋转，一方面带动动触头单元与静触点分离，断路器分闸，另一方面，拐臂的逆时针旋转，使得拐臂与连板的下端接触，连板在拐臂的作用下绕着定位销转动，从而带动推杆上顶，并将铁芯回推，合闸回路单元闭合，使断路器保持分闸状态。由于在断路器合闸时，磁通变换器的动铁芯得电后弹出会与连板转动下拉推杆的动作产生时间差，这种带有弹簧的可伸缩的推杆可以防止可能产生的卡死状态，并且通过调节推杆的限位螺母，可以调节弹簧的压缩量，从而可以辅助调节反弹幅值，也可以控制断路器的分闸速度。

合闸回路单元包括与磁通变换器串联的辅助开关、与磁通变换器及辅助开关所成线路并联的合闸电磁铁、与磁通变换器及合闸电磁铁所成的并联线路串联的分合闸转换辅助开关；

所述辅助开关的底部接触连接一块Z字形的转动板，所述转动板通过转动轴与壳体侧壁转动连接，所述转动板的上水平边可与辅助开关的下端接触连接，转动板的下水平边位于所述磁通变换器铁芯的下方，当铁芯弹出，按压转动板的下水平边，带动转动板绕着转动轴转动。

所述转动轴上套设用于回转转动板的二号扭簧。

所述磁通变换器的额定电压为110V，合闸电磁铁的额定电压为110V或220V，当合闸电磁铁的额定电压为220V时，所述磁通变换器与辅助开关的串联电路中串联电阻。

所述拐臂呈三角状，其中一个角转动连接在断路器的主轴上，位于下部的一个角可与连板下端接触连接，剩余一个角通过连杆与大拐臂的一端连接。

所述大拐臂的一端与连杆的顶部连接，大拐臂的中部设有转轴，大拐臂的另一端底部连接动触头单元，所述动触头单元包括从上至下依次连接的绝缘拉杆和真空灭弧室以及设置在真空灭弧室内部的动触头，所述绝缘拉杆的顶部与大拐臂的一端连接，所述动触头可与静触头接触连接。

本发明断路器的分闸及合闸过程如下：

当断路器分闸时，主轴逆时针转动带动拐臂逆时针转，拐臂逆时针转动，一头带动连杆向下运动，连杆带动大拐臂绕转轴顺时针转动，大拐臂带动绝缘拉杆向上运动，拉动真空灭弧室内的动触头分离，断路器分闸。同时，拐臂逆时针转动，转至其另一头接触到连板下方的滚轮，从而带动连板逆时针转，连板转动并带动推杆向上运动，从而将磁通变换器的铁芯回推至磁通变换器内部，在推杆向上顶铁芯的过程中，由于磁通变换器中弹簧的作用，铁芯会对推杆产生阻力，此时便起到了减小分闸反弹幅值的效果。与此同时，转动板在没有铁芯下压的情况下，二号扭簧释放使得转动板转动至水平状态，并且转动板上水平板顶住辅助开关按钮，使其回到闭合状态，断路器保持分闸状态。

断路器通电后，当断路器合闸时，主轴顺时针转动带动拐臂顺时针转，拐臂顺时针转动，一头带动连杆向上运动，连杆带动大拐臂绕定点逆时针转动，大拐臂带动绝缘拉杆向下运动，并按压真空灭弧室内的动触头向下运动，直至碰到静触头，断路器合闸。同时，拐臂顺时针转动，使连板下方被拐臂顶住的滚轮恢复自由状态，一号扭簧释放使得连板顺时针转动，并使推杆下端顺势向下运动。此时合闸回路处于得电状态，磁通变换器得电后铁芯弹出，压在转动板的下水平板上，使得转动板顺时针转动，转动板的上水平面与辅助开关按钮不再接触，辅助开关按钮弹出，处于断开状态，断路器分合闸转换辅助开关由常闭变为常开，此时合闸回路处于失电状态，断路器保持合闸状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：在断路器中增加防反弹装置，具体来说，是增加了磁通变换器以及推杆，通过利用磁通变换器的磁场力，有效控制断路器的反弹，且通过调节其推杆上调速弹簧的初始长度，调整控制断路器的分闸速度。

附图说明

图1为本发明的防反弹装置的结构示意图；

图2为本发明推杆的结构示意图；

图3为本发明推杆的爆炸结构示意图；

图4为本发明断路器的总体结构示意图；

图5为本发明断路器在分闸状态时的局部结构正面示意图；

图6为本发明断路器在分闸状态时的局部结构侧面示意图；

图7为本发明断路器在分闸状态时的接线图(220V)；

图8为本发明断路器在合闸状态时的局部结构正面示意图；

图9为本发明断路器在合闸状态时的局部结构侧面示意图；

图10为图9中局部结构放大示意图；

图11为实施例2中断路器在分闸状态时的接线图(110V)。

其中，1为防反弹装置，2为基座，3为盖板，4为磁通变换器，5为辅助开关，6为转动板，7为转动轴，8为二号扭簧，9为推杆，91为螺杆，92为调速弹簧，93为壳套，94为限位螺母，95为定位螺母，96为凸台，10为挡板，11为连板，12为销，13为滚轮，14为壳体，15为大拐臂，16为绝缘拉杆，17为连杆，18为主轴，19为一号扭簧，20为定位销，21为拐臂，22为真空灭弧室，23为合闸电磁铁，24为分合闸转换辅助开关，25为电阻。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种电磁式防反弹装置1，其结构如图1所示，该防反弹装置1包括壳体14、设置在壳体14上部的磁通变换器4、设置在磁通变换器4下方的推杆9、以及与推杆9底部连接的连板11，连板11的上端通过定位销20固定在壳体14的侧壁，且连板11可绕着定位销20转动，连板11顶端的中部设有键槽，推杆9的底端固定连接在键槽内，磁通变换器4包括一个通电会向下弹出的铁芯以及设置在铁芯顶端的弹簧，当连板11绕着定位销20转动且连板11下移时，会带动推杆9下移，此时磁通变换器4通电，铁芯弹出；当连板11绕着定位销20转动且连板11上移时，会带动推杆9上移，然后推杆9会将铁芯回推，弹簧被压缩，并通过铁芯对推杆9及连板11起缓冲作用，防止连板11瞬间反弹。由于设置了磁通变换器4，使得分闸时，磁通变换器4依次会对推杆9、连板11有一个缓冲的作用，防止瞬间回弹，从而避免了断路器的反弹。

连板11的两侧设有两块与壳体14侧壁平行的竖直板，两块竖直板的底部连有销12，并在销12的中部设有滚轮13。

壳体14的侧壁上设有用于防止定位销20平移的挡板10，定位销20上套设一号扭簧19，一号扭簧19的一端与壳体14紧贴，另一端与连板11紧贴。

推杆9的结构如图2、图3所示，包括螺杆91、依次设置在在螺杆91上的调速弹簧92、壳套93、限位螺母94和定位螺母95，推杆9通过定位螺母95固定连接在键槽内，螺杆91的上部设有凸台96，调速弹簧92套设在螺杆91上且一端顶住凸台96，另一端顶住壳套93的顶部，壳套93套设在螺杆91上且其底端与限位螺母94的顶端紧贴。由于在断路器合闸时，磁通变换器4的动铁芯得电后弹出会与连板11转动下拉推杆9的动作产生时间差，这种带有弹簧的可伸缩的推杆9可以防止可能产生的卡死状态，并且通过调节推杆9的定位螺母95，可以调节弹簧的压缩量，从而可以辅助调节反弹幅值，也可以控制断路器的分闸速度。

在使用时，推杆9上端固定F型的盖板3，从而保证推杆9动作时成上下直线的运动轨迹。

一种具有调节分闸速度功能的断路器，其结构如图4～图10所示，具体来说，该断路器包括基座2、防反弹装置1、可与连板11下端接触连接的拐臂21、与拐臂21通过连杆17连接的大拐臂15、与大拐臂15连接的动触头单元以及合闸回路单元，当断路器合闸时，拐臂21旋转，一方面带动动触头单元与静触点接触，断路器合闸，另一方面，拐臂21的旋转，使得拐臂21与连板11的下端分离，连板11在一号扭簧19的作用下绕着定位销20转动，从而带动推杆9下拉，此时，磁通变换器4得电使得铁芯弹出，将合闸回路单元切断，使断路器保持合闸状态；当断路器分闸时，拐臂21反向旋转，一方面带动动触头单元与静触点分离，断路器分闸，另一方面，拐臂21的反向旋转，使得拐臂21与连板11的下端接触，连板11在拐臂21的作用下绕着定位销20转动，从而带动推杆9上顶，并将铁芯回推，合闸回路单元闭合，使断路器保持分闸状态。。由于在断路器合闸时，磁通变换器4的动铁芯得电后弹出会与连板11转动下拉推杆9的动作产生时间差，这种带有弹簧的可伸缩的推杆9可以防止可能产生的卡死状态，并且通过调节推杆9的定位螺母95，可以调节弹簧的压缩量，从而可以辅助调节反弹幅值，也可以控制断路器的分闸速度。

合闸回路单元包括与磁通变换器4串联的辅助开关5、与磁通变换器4及辅助开关5所成线路并联的合闸电磁铁23、与磁通变换器4及合闸电磁铁23所成的并联线路串联的分合闸转换辅助开关24；

辅助开关5的底部接触连接一块Z字形的转动板6，转动板6通过转动轴7与壳体14侧壁转动连接，转动板6的上水平边可与辅助开关5的下端接触连接，转动板6的下水平边位于磁通变换器4铁芯的下方，当铁芯弹出，按压转动板6的下水平边，带动转动板6绕着转动轴7转动。

转动轴7上套设用于回转转动板6的二号扭簧8。

磁通变换器4的额定电压为110V，合闸电磁铁23的额定电压为220V，磁通变换器4与辅助开关5的串联电路中串联电阻25，如图7所示。

拐臂21呈三角状，其中一个角转动连接在断路器的主轴18上，位于下部的一个角可与连板11下端接触连接，剩余一个角通过连杆17与大拐臂15的一端连接。

大拐臂15的一端与连杆17的顶部连接，大拐臂15的中部设有转轴，大拐臂15的另一端底部连接动触头单元，动触头单元包括从上至下依次连接的绝缘拉杆16和真空灭弧室22以及设置在真空灭弧室22内部的动触头，绝缘拉杆16的顶部与大拐臂15的一端连接，动触头可与静触头接触连接。

本发明断路器的分闸及合闸过程如下：

当断路器分闸时，主轴18逆时针转动带动拐臂21逆时针转，拐臂21逆时针转动，一头带动连杆17向下运动，连杆17带动大拐臂15绕转轴顺时针转动，大拐臂15带动绝缘拉杆16向上运动，拉动真空灭弧室22内的动触头分离，断路器分闸。同时，拐臂21逆时针转动，转至其另一头接触到连板11下方的滚轮13，从而带动连板11逆时针转，连板11转动并带动推杆9向上运动，从而将磁通变换器4的铁芯回推至磁通变换器4内部，在推杆9向上顶铁芯的过程中，由于磁通变换器4中弹簧的作用，铁芯会对推杆9产生阻力，此时便起到了减小分闸反弹幅值的效果。与此同时，转动板6在没有铁芯下压的情况下，二号扭簧8释放使得转动板6转动至水平状态，并且转动板6上水平板顶住辅助开关5按钮，使其回到闭合状态，断路器保持分闸状态，如图5、图6、图7所示。

断路器通电后，当断路器合闸时，主轴18顺时针转动带动拐臂21顺时针转，拐臂21顺时针转动，一头带动连杆17向上运动，连杆17带动大拐臂15绕定点逆时针转动，大拐臂15带动绝缘拉杆16向下运动，并按压真空灭弧室22内的动触头向下运动，直至碰到静触头，断路器合闸。同时，拐臂21顺时针转动，使连板11下方被拐臂21顶住的滚轮13恢复自由状态，一号扭簧19释放使得连板11顺时针转动，并使推杆9下端顺势向下运动。此时合闸回路处于得电状态，磁通变换器4得电后铁芯弹出，压在转动板6的下水平板上，使得转动板6顺时针转动，转动板6的上水平面与辅助开关5按钮不再接触，辅助开关5按钮弹出，处于断开状态，断路器分合闸转换辅助开关24由常闭变为常开，此时合闸回路处于失电状态，断路器保持合闸状态，如图8、图9、图10所示。

实施例2

采用与实施例类似的结构，不同之处在于，合闸电磁铁23的额定电压为110V，磁通变换器4与辅助开关5串联后直接与合闸电磁铁13并联，然后再与分合闸转换辅助开关24串联。

Claims (10)

1.一种电磁式防反弹装置，其特征在于，该防反弹装置包括壳体(14)、设置在壳体(14)上部的磁通变换器(4)、设置在磁通变换器(4)下方的推杆(9)、以及与推杆(9)底部连接的连板(11)，所述连板(11)的上端通过定位销(20)固定在壳体(14)的侧壁，且连板(11)可绕着定位销(20)转动，所述连板(11)顶端的中部设有键槽，所述推杆(9)卡在所述键槽内，所述磁通变换器(4)包括一个通电会向下弹出的铁芯以及设置在铁芯顶端的弹簧，当连板(11)绕着定位销(20)转动且连板(11)下移时，会带动推杆(9)下移，此时磁通变换器(4)通电，铁芯弹出；当连板(11)绕着定位销(20)转动且连板(11)上移时，会带动推杆(9)上移，然后推杆(9)会将铁芯回推，所述弹簧被压缩，并通过铁芯对推杆(9)及连板(11)起缓冲作用，防止连板(11)瞬间反弹。

2.根据权利要求1所述的一种电磁式防反弹装置，其特征在于，所述的连板(11)的两侧设有两块与壳体(14)侧壁平行的竖直板，两块竖直板的底部连有销(12)，并在销(12)的中部设有滚轮(13)。

3.根据权利要求1所述的一种电磁式防反弹装置，其特征在于，所述壳体(14)的侧壁上设有用于防止定位销(20)平移的挡板(10)，所述定位销(20)上套设一号扭簧(19)，所述一号扭簧(19)的一端与壳体(14)紧贴，另一端与连板(11)紧贴。

4.根据权利要求1所述的一种电磁式防反弹装置，其特征在于，所述推杆(9)包括螺杆(91)、依次设置在在螺杆(91)上的调速弹簧(92)、壳套(93)、限位螺母(94)和定位螺母(95)，所述推杆(9)通过定位螺母(95)卡在连板(11)的键槽内，所述螺杆(91)的上部设有凸台(96)，所述调速弹簧(92)套设在螺杆(91)上且一端顶住凸台(96)，另一端顶住壳套(93)的顶部，所述壳套(93)套设在螺杆(91)上且其底端与限位螺母(94)的顶端紧贴。定位螺母(95)在螺杆(91)底部紧固，通过调节定位螺母(95)可调整调速弹簧(92)的初始长度。

5.一种采用如权利要求1～4任一所述电磁式防反弹装置的具有调节分闸速度功能的断路器，其特征在于，该断路器包括防反弹装置(1)、可与连板(11)下端接触连接的拐臂(21)、与拐臂(21)通过连杆(17)连接的大拐臂(15)、与大拐臂(15)连接的动触头单元以及合闸回路单元，当断路器合闸时，拐臂(21)顺时针旋转，一方面带动动触头单元与静触点接触，断路器合闸，另一方面，拐臂(21)的旋转，使得拐臂(21)与连板(11)的下端分离，连板(11)在一号扭簧(19)的作用下绕着定位销(20)转动，从而带动推杆(9)下拉，此时，磁通变换器(4)得电使得铁芯弹出，将合闸回路单元切断，使断路器保持合闸状态；当断路器分闸时，拐臂(21)逆时针旋转，一方面带动动触头单元与静触点分离，断路器分闸，另一方面，拐臂(21)的逆时针旋转，使得拐臂(21)与连板(11)的下端接触，连板(11)在拐臂(21)的作用下绕着定位销(20)转动，从而带动推杆(9)上顶，并将铁芯回推，合闸回路单元闭合，使断路器保持分闸状态。

6.根据权利要求5所述的一种带电磁式防反弹装置的具有调节分闸速度功能的断路器，其特征在于，合闸回路单元包括与磁通变换器(4)串联的辅助开关(5)、与磁通变换器(4)及辅助开关(5)所成线路并联的合闸电磁铁(23)、与磁通变换器(4)及合闸电磁铁(23)所成的并联线路串联的分合闸转换辅助开关(24)；

所述辅助开关(5)的底部接触连接一块Z字形的转动板(6)，所述转动板(6)通过转动轴(7)与壳体(14)侧壁转动连接，所述转动板(6)的上水平边可与辅助开关(5)的下端接触连接，转动板(6)的下水平边位于所述磁通变换器(4)铁芯的下方，当铁芯弹出，按压转动板(6)的下水平边，带动转动板(6)绕着转动轴(7)转动。

7.根据权利要求6所述的一种带电磁式防反弹装置的具有调节分闸速度功能的断路器，其特征在于，所述转动轴(7)上套设用于回转转动板(6)的二号扭簧(8)。

8.根据权利要求6所述的一种带电磁式防反弹装置的具有调节分闸速度功能的断路器，其特征在于，所述磁通变换器(4)的额定电压为110V，合闸电磁铁(23)的额定电压为110V或220V，当合闸电磁铁(23)的额定电压为220V时，所述磁通变换器(4)与辅助开关(5)的串联电路中串联电阻(25)。

9.根据权利要求5所述的一种带电磁式防反弹装置的具有调节分闸速度功能的断路器，其特征在于，所述拐臂(21)呈三角状，其中一个角转动连接在断路器的主轴(18)上，位于下部的一个角可与连板(11)下端接触连接，剩余一个角通过连杆(17)与大拐臂(15)的一端连接。

10.根据权利要求5所述的一种带电磁式防反弹装置的具有调节分闸速度功能的断路器，其特征在于，所述大拐臂(15)的一端与连杆(17)的顶部连接，大拐臂(15)的中部设有转轴，大拐臂(15)的另一端底部连接动触头单元，所述动触头单元包括从上至下依次连接的绝缘拉杆(16)和真空灭弧室(22)以及设置在真空灭弧室内部的动触头，所述绝缘拉杆(16)的顶部与大拐臂(15)的一端连接，所述动触头可与静触头接触连接。